TA19合金表面TiAlN硬质涂层的耐磨性能研究

为了提高TA19合金的摩擦学性能,采用磁控溅射技术在TA19合金表面制备了TiAlN硬质涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪研究了TiAlN涂层的微观形貌、物相组成和成分含量及分布,利用球-盘摩擦磨损试验机研究了不同载荷条件下硬质涂层和基体的摩擦行为及其磨损机理。结果表明:TiAlN涂层厚度约为4μm,表面为细小颗粒状,颗粒间较为紧密,颗粒尺寸大小均匀。涂层表面主要由Ti、Al、N元素组成,其原子比大约为1∶1∶1,涂层和基体间结合力可达到53.3 N。磨损试验结果表明,在TA19合金表面制备TiAlN涂层后,其摩擦系数和磨损率较TA19合金基体的有了明显的降低。在低载荷下,TiAlN涂层的磨损形式主要是磨粒磨损,在高载荷时转化为磨粒磨损和氧化磨损。     

搅拌摩擦焊用钨铼合金的研究进展

搅拌摩擦焊接技术是一种环保、低成本的固相连接技术,已经在航空航天、轨道交通和新能源汽车等领域得到广泛应用。对于高熔点合金材料如钛合金和不锈钢的搅拌摩擦焊接而言,搅拌头材料成了主要制约因素。钨铼（W-Re）合金凭借其高熔点、高硬度和强抗腐蚀性等优点,已成为研究和应用最热的搅拌摩擦焊接高熔点合金的搅拌头材料。本文综述了近年来在搅拌摩擦焊工艺中以W-Re合金作为搅拌头材料的制备方法、复合强化技术和应用场景的研究进展。此外,还展望了拓宽W-Re合金在搅拌摩擦焊领域应用的前景,包括降低W-Re合金的生产成本和提高其服役寿命等方面,旨在推动W-Re合金搅拌头材料在搅拌摩擦焊领域的进一步应用和发展。     

钨及钨合金强化方法和烧结工艺研究进展

钨及其合金因其优异的性能被广泛应用于核工业、航空航天等极端环境中,但钨固有的低温脆性和重结晶脆性也限制了它的进一步应用。本文结合近年来相关研究,从钨及其合金的成分和制备工艺两方面出发,综述了钨基材料性能方面的改善及其实现方法。成分调控领域有Re, Ta和Nb等元素的固溶强化,以及碳化物和氧化物的第二相强化;制备工艺方面分为场辅助烧结的热压、放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering, SPS）和微波烧结等工艺,以及无场辅助烧结的活化烧结和无压两步烧结方法。最后,总结了现有工艺和技术的发展现状,对不同制备工艺的发展趋势进行了展望。     

ZrN改性层对TA18钛合金摩擦磨损性能的影响

目的 提高钛合金的耐磨性能,拓宽其应用范围.方法 采用双辉等离子渗金属技术在TA18(Ti-3Al-2.5V)钛合金表面制备ZrN改性层.采用GIXRD、SEM、EDS等分析改性层的相结构、微观形貌以及成分分布.采用粗糙度测试仪和纳米压痕仪测定改性层的表面粗糙度、纳米硬度和弹性模量.采用球-盘磨损试验机探究TA18基体和ZrN改性层在不同载荷下的摩擦学性能.结果 改性层表面组织致密均匀,呈现出"岛状"特点,无明显孔洞、裂纹等缺陷,粗糙度略微增加,物相组成为ZrN、ZrO2、TiN0.3三相共存,具有明显的ZrN(111)择优取向.改性层总厚度约为10μm,包含3μm的ZrN层、4μm的Zr沉积层以及3μm的Zr扩散层.纳米硬度和弹性模量分别为21.03 GPa和258 GPa,相比于基体,分别提高了4.34倍和0.87倍.结论 TA18基体在3种不同的载荷下磨损严重,磨痕表面存在大量的犁沟,并伴有明显的粘着特征,其磨损机理为典型的磨粒磨损和粘着磨损.ZrN改性层在低载荷下(330 g)发生轻微的磨粒磨损,中载(530 g)及高载(730 g)下磨痕区域出现了明显O元素聚集现象和少量的粘着特征,其磨损机理主要为氧化磨损和粘着磨损,不同载荷下ZrN改性层磨损区域均无明显剥落.     

载荷对钛合金Al2O3Y2O3/AlY复合涂层摩擦学性能的影响

为了提高耐摩擦磨损性能,采用磁控溅射技术在γTiAl钛合金表面制备了Al2O3Y2O3/AlY复合涂层。检测了涂层的厚度、表面硬度、微观组织和成分变化。通过在130g、230g和330g载荷下采用GCr15钢球作摩擦副进行的摩擦磨损试验,研究了有和无复合涂层的γTiAl合金的耐摩擦磨损性能。结果表明:Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的厚度约为33μm,由Al2O3Y2O3层、AlY层和扩散层组成,平均表面硬度为433.4HV0.1。带复合涂层的γTiAl合金摩擦因数和比磨损率均比无涂层γTiAl合金的小。在不同的摩擦磨损试验载荷下,无涂层γTiAl合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损,而有Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的γTiAl合金则主要是磨粒磨损和氧化磨损。